的道路交通信号灯控制系统，其特征是，采用在十字路口各车道流出口处各安装一付激光对射装置，实现对各车道的车流量测量，激光对射装置中激光二极管，在单片机控制下发射的激光扫描脉冲信号，该信号每一周期由两个宽脉冲和两个窄脉冲组成，每一周期结尾发送一个宽的低电平脉冲，当用宽脉冲表示数字“1”，窄脉冲表示数字“O”则容易用4种不同的排列组合，1010、0110、0101、1100，识别4条车道上的激光二极管发出的激光扫描脉冲信号，单片机采用中断或查询方式接收激光扫描脉冲信号，并通过单片机对其所发送的和其所接收的激光扫描脉冲信号进行脉冲宽度比较识别，提取该频率的可信信号，有效排除外界干扰； 当有车辆通过时，相关激光对射装置产生遮断信号，光线接收头接收的激光扫描脉冲信号经滤波放大整形后送单片机处理，单片机对被遮断的激光扫描脉冲信号计时获得遮断时间，同时单片机也对光线接收头接收到的激光扫描脉冲信号计数、转换获得间隔时间，其中遮断时间表达某车辆通过时间，一次遮断时间表示一辆车通过，因此可实现对通过的车辆计数，间隔时间表示车流中前后车辆距离； 激光对射装置还用于识别在车道流出口处是否有等待放行的车辆，并测量放行通过车道流出口处的车辆数，供后方十字路口交通控制器计算放行时间，其测量放行的前后车辆的间隔时间，用于判断需要放行的车辆拥堵情况，如果在冲突的车流向车道的绿灯亮时间结束时，本车道流出口处没有等待放行的车辆，则本车道的绿灯亮时间取最短时间，所述最短时间须视冲突的车流向车道的人行道宽度，取15秒-30秒，用于让行人通过，当绿灯亮时，通过车道流出口处的前后车辆的间隔时间如果超过设定值，即认为放行车辆已很少，如果此时绿灯亮时间已超过所述最短时间，则立即进入绿灯15秒倒计时，否则取最短时间，其绿灯亮时间还随车辆中途停车、变道和延迟而实际未能进入本次放行时间的情况，通过测量放行时前后车辆的间隔时间实时改变放行时间，如果该流向车道绿灯亮时间即将结束时，根据前方十字路口交通控制器传送来的数据，仍有多于5-8辆车进入该车道绿灯放行结束时间点附近，同时冲突的车流向车道没有车辆等候，则绿灯亮时间延迟10-30秒，绿灯时间越长，通过的车辆数越多； 各十字路口均安装有手机短信收发装置，利用强大的GSM网络，通过手机短信收发装置进行单向通信，每个十字路口接收前方十字路口车流量数据并计算到达时间和车辆数与当前在等候的车辆数相加确定本次放行时间，使本次等候的车辆数越多绿灯时间越长，为了减少占用电话号码数，各十字路口手机短信收发装置共用两个电话号码分时通信，并按道路通行顺序排列，设两个电话号码为A和B，则分配电话号码排列为ABABAB…，并分别在各规定时间通信，不在通信时间的手机短信收发装置断开电源，仅在通信时间的手机短信收发装置接通电源，采用检测电网周波的过零信号的计数值作为时间基准，以使手机短信收发装置在设定的电网周波过零的计数值开始通信，每次通信相隔一个设定值，各十字路口的手机短信收发装置按设定计数值顺序通信，第一次通信的时间由经相互校正的时钟在约定的时间点使各手机短信收发装置所述计数值同时清零，并进行一次通信时间点计数值校正，对于不同电力变压器的电力网及不同相电力线之间所存在的相位差，由于不存在累积误差，因此不影响系统对周波计数值所表达的时间的误差要求； 在车道流出口路面停止线向里0.5米-1米的车道中部处，埋设发射装置的激光二极管，其接收装置中的光线接收头安装于路侧的交通信号灯杆或专门立柱的横臂上，如果交通信号灯杆与车道流出口线有一定距离，在计算候车数时，可将该距离折算成候车数通常为1-3辆车，为了便于激光对射装置的调试，横臂安装于激光二极管的正上方，即横臂与激光二极管所形成的平面垂直于路面，横臂高度为3.5-7米，横臂长度视路面宽度取3-6米，横臂上安装有与车道对应的均匀分布的3-4个光线接收头，在路面的激光二极管安装位置钻直径为8-12CM深20CM的圆孔，圆孔内用树脂胶固定外径为8-12CM高20CM的钢管，钢管底部焊接底盖密封，钢管底部两侧留有排水管和电缆管的孔，排水管穿过钢管部分的下端，钻有数个小孔用于钢管内部通水，在钢管底部的排水管上面放置金属网，用于隔离沙石，钢管内部焊有支架，固定板固定在支架上，激光二极管套件固定在固定板上，支架上留有长条形的孔，用于穿过螺钉，使固定板固定位置可调，激光对射装置中激光二极管发出的光线须对准接收装置中的光线接收头，可借助激光定位仪等帮助对准，对准后用螺钉、垫片、防滑垫圈、硅胶防震垫片使固定板固定于支架上，在路面安装的钢管上端经螺钉固定一个盖板，盖板中心部位镶嵌一个圆形玻璃片，用于透过激光二极管发出的光线，圆形玻璃片平面略低于金属盖板平面以减少磨擦。2.根据权利要求1所述的基于GSM网络的道路交通信号灯控制系统，其特征在于包括: 图2是所述激光二极管埋设示意图，由钢管(1)、盖板(2)、圆形玻璃片(3)、激光二极管套件⑷、固定板(5)、螺钉套件(6)、支架(7)、接线盒(8)、导线(9)、金属网(10)、电缆管(11)、排水管(12)、底盖(13)构成，其中螺钉套件(6)由螺钉、螺母、垫片、防滑垫圈、硅胶防震垫片组成，安装时，支架(7)平面中线应与安装光线接收头的横臂中线平行，在支架(7)上用于穿过螺钉套件(6)中螺钉的孔，是一种沿支架(7)平面中线方向的长条状孔，使固定板(5)固定位置可调，并通过螺钉、螺母、垫片、防滑垫圈、硅胶防震垫片使固定板(5)固定于支架(7)上； 所述手机短信收发装置结构示意图如图3所示，其结构由:电源(31)、单片机(32)、GSM模块(33)、SIM卡(34)、EEPROM存储器(35)组成，手机短信收发装置中单片机(32)通过I2C总线与交通控制器(36)实现串行通信，总电源(37)在交通控制器(36)控制下提供手机短信收发装置的电源(31); GSM模块(33)采用芯片TC351、单片机(32)采用89C51和一个EEPROM存储器(35)采用芯片AT24C32，它的主要作用是存储数据，而且断电信息也不会丢失，另外，单片机(32)89C51还通过扩展I2C总线与所属交叉路口交通控制器(36)连接进行数据交换，GSM模块(33)芯片TC35i，它是RS232数据口，单片机(32)89C51通过串行接口集成电路和电平转换电路芯片MAX232与GSM模块(33)连接； 因为只收发数据，SMS的收发采用TEXT模式，TEXT模式是基于ASCII码的一种结构模式，本系统用户数据为有限的不多于几十个字符数量的ASCII码，单片机(32)接收到的字符串直接用表格方式查表转换成命令码和数据或反之将其转换成ASCII码发送。
【专利摘要】本发明涉及基于GSM网络的道路交通信号灯控制系统,它由装于十字路口各车道流出口处的激光对射装置，测量放行通过车道流出口处的车辆数，依据前方十字路口交通数据计算放行时间，同时测量放行时的前后车辆的距离，判断放行车辆拥堵情况，并利用强大的GSM网络，用互发短信方式实现各十字路口之间通信。
【IPC分类】G08G1/08
【公开号】CN104933875
【申请号】CN201510405060
【发明人】张金木
【申请人】张金木
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月12日